Question

O matemático físico francês Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) estudou a condução do calor através de sólidos e publicou, em 1822, a teoria analítica do calor, criando uma lei que levou o seu nome – Lei de Fourier. Observe a seguir uma aplicação desta teoria:

Um fogão de cozinha elétrico possui entre as paredes do seu forno um isolante constituído por uma camada de fibra de vidro com área total de 1,40 m2 e espessura de 4,0 cm. Ao ligar o forno deste fogão, após um certo tempo, a superfície interna da fibra de vidro alcança uma temperatura de 175 ºC e sua superfície externa encontra-se a uma temperatura de 35 ºC. Considerando-se que a condutividade térmica da fibra de vidro é igual a 0,040 W/m·°C, determine o fluxo de calor através das paredes do forno.

Answer 1

A fórmula do fluxo de calor é:Ф=(KAΔθ)/L, então:
Δθ= 175-35
Ф=$\frac{0,04*1,4*140}{0,04}$
Ф=196J/s

Answer 2

O fluxo de calor através das paredes do forno é de 196 J/s.

Para a resolução da questão, devemos considerar os seguintes dados:

A = 1,40 m²

Ti = 35 °C

Tf = 175 °C

K = 0,040

ΔT = (175 - 35) = 140 °C  

E aplicá-los na Equação de Fourier para encontrarmos a taxa de transferência de calor, em J/s:

Ф = (K x A x ΔT)/k

Ф = (0,040 x 1,40 x 140)/0,040

Ф = 196 J/s

Sendo assim, o fluxo de calor é de 196 J/s.

A lei de Fourrier foi desenvolvida pelo físico e matemático francês Jean Baptiste Joseph Fourier em 1822, depois de diversos estudos sobre a teoria analítica do calor.

Bons estudos!